Amit az akkumulátorokról tudni kell

Elöljáróban szeretném leszögezni, hogy amit itt leírok, az csakis saját tapasztalat, 7 év elektromos autómodellezés és versenyzés tapasztalata, valamint szakirodalmakból olvasott és elsajátított tudás. És persze szakmámból eredően van némi közöm az elektromossághoz.

Először is nézzük milyen akkukat használunk mi, modellezők. Anyagát tekintve legelterjedtebbek a NiCd (nikkel kadmium) és a NiMH (nikkel metát hidrid) akksik. Repülősöknél egyre jobban tért hódítanak a Lítiumos akkuk is, de ezekkel még nincs tapasztalatom. Valamint előfordulhatnak még kisegítő berendezésekhez (izzító, starter) ólom akkuk is. Ezekre majd a végén kitérek külön.

Mit is kell tudnunk a NiCd és NiMH akksikról, milyen tulajdonságaik vannak, különbségek és hasonlóságok. Elsősorban az anyagukban térnek el, de ez kémia, ebbe ne menjünk bele. Működésük, felhasználásuk szempontjából viszont szinte teljesen megegyeznek, vannak viszont apró, de lényeges különbségek.

Névleges kapocsfeszültségük 1,2V cellánként. Teljesen feltöltött akkunál ettől magasabb feszültségeket mérhetünk, sőt néhány válogatott cellás akksinál meglepően magas értékekkel is találkozhatunk. Nem kell itt túl nagy értékekre gondolni, de tény, hogy egy 6 cellás 7,2 V-os meghajtó akkunál (elektromos autóknál) a töltési végfeszültség elérheti a 10V körüli értéket is. Ez persze nem befolyásoló tényező egy adó vagy vevő akkunál, de elektro motoros modelleknél nagyon nagy előny lehet a versenyeken.

Mindkét akkutípusról elmondható hogy kapacitásukhoz mérten hatalmas áramokat képesek leadni jelentősebb feszültségesés nélkül. De a NiCd akksik itt lekörözik a NiMH akksikat.

Valahogy jobban bírják a terhelést, mint modernebb társaik. Viszont lassan kiszorulnak a piacról, mert a NiMH akkuk kapacitása bizonyos méretekben már kétszerese is lehet egy ugyanolyan méretű NiCd akkuénak. Pl.: rádiókban használatos AA (ceruza) méretű akkuknál a NiCd típusúakat maximum 1000-1100mAh kapacitásig gyártottak, a NiMH akkuk jelen pillanatban 2300mAh körül járnak. Tehát adó-vevő akkunak szinte a legjobb választás lehet a NiMH akkukból összeállított pakk. Bizonyos esetekben viszont mégis a régi NiCd mellett tenném le a voksot. Ha valaki téli autózásra adná a fejét, akkor érheti kellemetlen meglepetés ha egy NiMH pakkot használ vevőakkunak, ugyanis ezek kifejezetten nem szeretik a hideget.

Az áramleadási képességük drasztikusan csökken, és csak csodálkozunk hogy rádiózavar van, lassabban mozognak a szervók, legrosszabb esetben teljesen elveszítjük a kapcsolatot a modellel, és az önállósítja magát.

Töltési mechanizmusuk gyakorlatilag megegyezik.

Egy áramgenerátorral szabályozzuk azt, hogy a töltőáram állandó legyen, és az akku töltöttségének megfelelően emelkedjen a töltési feszültség. A töltés vége felé megváltozik az akkuk belső ellenállása, ami azt eredményezi, hogy ugyanakkora töltőáram mellett csökkeni kezd a töltő feszültség, aminek nagyon fontos szerepe lesz nemsokára.

Lényeges különbség viszont, hogy a NiMH akkuk nagyon érzékenyek a túltöltésre. Ezért ha nem normáltöltést (1/10 C) alkalmazunk, hanem gyorsított vagy gyorstöltést, azt mindenképpen olyan töltővel tegyük, ami tud tölteni NiMH akksit, és úgynevezett Delta Peak lekapcsoló automatikával rendelkezik. A Delta peak elektronika a töltés végénél jelentkező feszültségesés mértékét érzékeli, és az előre beállított érték elérésekor lekapcsolja a töltést. Természetesen NiCd akkuinkat is csak ilyen töltővel töltsük, ha gyorstöltést alkalmazunk.

Hogy őszinte legyek én töltöttem már akksit sima labortápegységről is, de ez gondos odafigyelést igényel. Ha nem kapcsoljuk le időben a töltést, az akkuink nagy valószínűséggel felrobbannak. Jellemző egyébként még az is hogy a töltés vége felé elkezdenek melegedni az akkumulátorok. Ez nem véletlen. Az akkuk belsejében lezajló kémiai folyamatok eredménye a melegedés. Minél magasabb a töltőáram, annál intenzívebbek a vegyi folyamatok, annál hamarabb és jobban melegszik az akku. És tulajdonképpen ez a melegedés és vegyi hókusz-pókusz lesz előbb-utóbb a robbanás oka. Annak idején, amikor még nem volt speckó töltőm, egyszerű kézrátéttel állapítottam meg hogy hol áll a töltés. Az 1800-2000-es akksikat töltöttem 3-3,5A-el, és amikor már "kézmeleg" volt, akkor levettem a tápegységről.

Persze ezt csakis azután mertem megtenni, miután "kikísérleteztem" és méregettem a töltési folyamatokat.

A lekapcsolási feszültség tehát nagyon fontos. Ez NiCd akkuknál kb 0,01V cellánként, NiMH akkuknál kb 0,002-0,004 V. Ezek az adatok némiképp eltérőek lehetnek különböző gyártók hasonló kivitelű és méretű akkumulátorainál. Az igazán profi töltőknél nem is igazán akkutípusokat lehet választani, hanem lekapcsolási feszültségesést mV-okban kifejezve.

Ilyen pl amit ismerek, az LRP Pulsar Competition és a jelenlegi töltőm a NOVAK Millenium PRO is. A Pulsar-nál 5mV-tól 80mV-ig állítható ez az érték. A gyári ajánlásban egy 6 cellás GP3300-as NiMH akkura 10mV-ot javasolnak, ugyanakkor egy 3300-as Sanyora 15mV-ot. Egy 2400-as Sanyora (ami NiCd) 50-60mV-ot.

De ez egy kimondottan profi, versenycélokra gyártott töltő, cellaszáma is erősen korlátozott, 4-7 cellát képes csak egyszerre tölteni. De azt akár 8 A-el is ha szükséges.

A Novak-nál 2-20mV/cella értékek közzé állítható a lekapcsolási feszültség. Viszont ez csak NiCd akkuknál engedélyezett, NiMH akksikra ez a töltő egy előre beállított programot alkalmaz, csak a cellaszámot és a töltőáramot tudjuk megadni. Ez is csak 4-8 celláig használható, 0,5-7 Amperig.

Ettől lényegesen eltér mondjuk egy Simprop Intelli Control töltő. Sokkal univerzálisabban használható, 1-25 celláig tud tölteni, előre beprogramozható bele 10 akkutípus, tud PB akkut is és a V3-as verzió már Lítium akkukat is tölt. Szinte ugyanez a Robbe Power Peak Ultimate nevű töltő is. Ezeknél a lekapcsolási feszültségek gyárilag előre beállítottak.

De térjünk vissza az akkukhoz. Tartsunk szem előtt néhány fontos dolgot. Az NiCd és NiMH akkuknak van egy nagyon rossz tulajdonságuk. Ez az emlékező effektus. Mi is ez pontosan és mitől alakul ki? A rátöltésektől jön létre az emlékező effektus. Ez annyit jelent, hogy ha pl. vevőakkut lemerítjük használat közben félig, majd rádobjuk a töltőre, és ezt többször is megtesszük, akkor akkunk hamarosan nem enged ki magából csak fél töltésnyi energiát. Csodálkozunk majd, hogy akkumulátorunk olyan mintha elvesztette volna a kapacitásának legalább a felét. Mi a teendő? Mindig, de legalább 4-5 töltés-használat után süssük ki az akkukat. Ezt megtehetjük egy megfelelő izzó segítségével, vagy ellenállásokkal is. Meghajtó akkuknál léteznek úgynevezett kisütő-kiegyenlítő tálcák. Ebbe belepattintva az akkupakkot minden cellát szépen egyformára süt ki. NiCd akkuk elviselik a mélykisütést is (0V-ra kisütés) NiMH akkuknál viszont ne menjünk 0,9V alá, mert károsodhat az akku.

Tulajdonképpen ha van egy jó töltőnk, másra nem is nagyon kell odafigyelni.

Ejtsünk még néhány szót a töltési módokról

Már említettem a normál töltést, ez az akku kapacitásának az egy tizedével való töltést jelenti. Vagyis egy 1000mAh-ás akkut 100mA-es töltőárammal töltünk kb 10-14 órán át. Ezt szokták 1/10 C töltésnek írni a szakirodalmak.

A gyorsított normál töltés általában 3-szor ennyivel töltünk, vagyis 3/10C-vel. Egy 1000mAh-ás akkut 300mA-el kb 3,5-5 óra hosszáig töltünk.

Valamint a gyorstöltés, ami 1C-től akár 3C-ig is elmehet, ami annyit jelent hogy akár a kapacitás 3-szorosával is tölthetjük az akkut, a töltési idő ilyenkor jelentősen lecsökken, akár 25 perc alatt is feltöltődhet. Persze ez már nagyon nem javaslott, erősen megviseli az akkukat, néhány típus ki sem bírja a töltést, tönkremegy. Viszont elektromos modelleknél fontos a gyorstöltés, mert nem tudnánk időben rajthoz állni, ami futamkihagyással és eredménytelenséggel jár. Annyit azért elmondanék, hogy például elektromos autómodelleknél manapság szinte egyeduralkodó GP3300-as akkukat is maximum 6A-el szokták tölteni, ami ugye nem éri el a 2C töltési rátát sem. De bőven elegendő az 5A is ugyanis általában kb 45-60 perc van 2 futam között, és ennyi idő alatt fel is töltődnek az akkuk. De még egyszer hangsúlyozom hogy ez tulajdonképpen kényszerhelyzet, ami miatt az akkuk élettartama jelentősen lecsökken, meg sem közelíti azt, amit esetleg a gyártó feltüntet az adatlapokon. Adó és vevő akkut ha nem muszáj ne töltsük gyorstöltéssel. Normál vagy gyorsított normáltöltés tökéletesen megfelelő erre a célra.

Végezetül ejtsünk néhány szót az ólom akkukról

Több célra használhatjuk őket, izzításra 2V-ost, akkutöltő meghajtására 12V-ost, starterhez szintén 12V-ost. Itt arra kell odafigyelni, hogy a töltési feszültség ne haladja meg a cellánkénti 2,4V-ot. Az univerzális töltők (Pl.: intelli control) nagyon okosan kezelik ezeket az akkukat is. Nekünk csak a cellaszámot és a töltőáramot kell megadnunk, a töltő pedig elvégez minden munkát. Az fog feltünni hogy amikor a töltő feszültség eléri a cellánkénti 2,4V-ot (12V-os akkunál ez 14,4V) a töltő visszaszabályozza a töltőáramot. A töltés vége felé pedig már csak milliamperekkel tölt. Ilyenkor akár meg is szakíthatjuk a töltést, akkunk kész a használatra. Kisütni nem kell őket, sőt nem is nagyon kedvelik a mélykisütést, tehát erre a használat során érdemes odafigyelni. 11-11,5 V alá ne merítsük. Rátöltést simán bírja, nem kell félni az emlékező effektustól.

Ezek után nincs más hátra, mint a jól feltöltött akkunkat betenni modellünkbe, rádiónkba és irány a pálya, reptér, tó, és önfeledten játszani, versenyezni. Sok sikert minden modellező társamnak.